隨著水受到氮素的污染越來越嚴(yán)重，廢水的脫氮越來越受到人們的重視。其中，生物脫氮技術(shù)通過S型濾磚反硝化工藝去除有機(jī)氮和氨氮，具有不可比擬的發(fā)展前景。

　　下面小編就給大家介紹一下S型濾磚反應(yīng)機(jī)理相關(guān)內(nèi)容是什么?

　　S型濾磚反應(yīng)機(jī)理：

　　1、S型濾磚硝化反應(yīng)

　　S型濾磚硝化反應(yīng)是由一類自養(yǎng)耗氧微生物完成的，包括兩個(gè)步驟：步為亞硝化過程，是由亞硝酸菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽;第二步為硝化過程，由硝酸菌將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽，亞硝酸菌和硝酸菌統(tǒng)稱為硝化菌，都利用無機(jī)碳化合物如CO32-、HCO3-和CO2作為碳源，從NH3、NH4+或NO2-的氧化反應(yīng)中獲取能量。

　　亞硝酸菌和硝酸菌的特性大致相似，但前者的世代期較短，生長率較快，因此較能適應(yīng)沖擊負(fù)荷和不利的環(huán)境條件，當(dāng)硝酸菌受到抑制時(shí)，有可能出現(xiàn)NO2-積累的情況。

　　S型濾磚反硝化反應(yīng)

　　S型濾磚反硝化反應(yīng)是由一群異養(yǎng)性微生物完成的生物化學(xué)過程，它的主要過程是在缺氧的條件下，將硝化過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成氣態(tài)氮。反硝化細(xì)菌多數(shù)是兼性細(xì)菌，有分子態(tài)氧存在時(shí)，反硝化氧化分解有機(jī)物，利用分子氧作為最終電子受體。在無分子態(tài)氧條件下，反硝化菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N5+和N3-作為電子受體，O2-作為受氫體生成H2O和OH-堿度，有機(jī)物則作為碳源和電子供體提供能量，并得到氧化穩(wěn)定。

　　S型濾磚反硝化過程中亞硝酸鹽和硝酸鹽的轉(zhuǎn)化時(shí)通過反硝化細(xì)菌的同化作用和異化作用來完成的。異化作用就是將NO2-和NO3-還原為NO、N2O、N2等氣體物質(zhì)，主要是N2。而同化作用是反硝化菌將NO2-和NO3-還原成為NH3-N,供新細(xì)胞合成使用，使氮成為細(xì)胞質(zhì)的成分，此過程可成為同化反硝化。

　　S型濾磚反硝化反應(yīng)一般以有機(jī)物為碳源和電子供體。當(dāng)環(huán)境中缺乏有機(jī)物時(shí)，微生物還可以消耗自身的原生質(zhì)，進(jìn)行所謂的內(nèi)源反硝化。反應(yīng)式如下：

　　C5H7O2N+4NO3-→5CO2+NH3+2N2+4OH-

　　可見內(nèi)源反硝化的結(jié)果是細(xì)胞原生質(zhì)的減少，并會有NH3的生成，因此廢水處理中均不希望此種反應(yīng)占主導(dǎo)地位，而應(yīng)提供必要的碳源。

　　2、短程硝化反硝化脫氮

　　傳統(tǒng)的全程硝化反硝化，一直是國內(nèi)外廣泛采用的廢水脫氮工藝，能有效地去除廢水中的氮，并且若不經(jīng)過完全硝化產(chǎn)生HNO2，有一定的好氧性和毒性，影響出水COD和受納水體的溶解氧，對受納水體和人是不安全的，應(yīng)避免出現(xiàn)HNO2。

　　另外，氨在自然生物氧化過程中，NH4+→NO2-可釋放242.8~351.7kJ/moL的能量，亞硝酸鹽從中獲取5%~10%的能量。NH4-→NO3-可釋放64.5~87.5kJ/moL的能量，硝酸菌從中可獲取5%~10%的能量，是亞硝化菌有效利用能量的四分之一到五分之一，要達(dá)到相同的能量，硝酸菌氧化NO2-量必須達(dá)到亞硝酸菌氧化NH4+量的4~5倍，因而在穩(wěn)定狀態(tài)下不會有HNO2積累，氨會被氧化成硝酸。但NO3-的生成不僅延長了脫氮反應(yīng)歷程，還造成了能源和外加碳源的浪費(fèi)。

　　實(shí)際上，氨被氧化為硝酸鹽是由兩類獨(dú)立的細(xì)菌(即亞硝酸菌和硝酸菌)催化完成的，它們的親緣關(guān)系并不密切，生理特征存在著明顯的差異;對于反硝化菌，無論NO2-還是NO3-都可以作為最終受氫體，因此，生物脫氮也可以經(jīng)NH4+→NO2-→N2的途徑完成，這就是短程硝化反硝化生物脫氮技術(shù)。

　　前由于環(huán)境污染的不斷加重，從加強(qiáng)環(huán)保的角度出發(fā)，出水總氮成為一個(gè)重要的指標(biāo)：非敏感地區(qū)40mg/L，敏感地區(qū)20mg/L;另外《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)中的循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對氨氮提出了更高的排放要求?？墒堑侥壳盀橹箲?yīng)用的許多脫氮工藝一方面從降低運(yùn)行成本出發(fā)，另一方面也是因?yàn)榧夹g(shù)原因，只考慮了氨氮的去除，而忽略了總氮的去除，有時(shí)出水氨氮雖然達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)≤15mg/L,但是總氮卻達(dá)到200mg/L。

　　在新標(biāo)準(zhǔn)提出前，報(bào)道的一些數(shù)據(jù)普遍反映總氮去除率在70%左右，因此對于這種高總氮的污水要達(dá)到排放要求，需要采取不同的措施來解決。最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法是改善和優(yōu)化目前的生化脫氮工藝，從設(shè)計(jì)一開始就以脫總氮為目的，而不是以降低氨氮為目的來設(shè)計(jì)。由于生化過程的本身的局限性，生化過程也不能完全保證總氮的排放，有必要結(jié)合其它一些處理措施，例如化學(xué)沉淀，吸附，膜過濾技術(shù)等。所以在本方案中采用了優(yōu)化的脫氮工藝：污泥法工藝和膜結(jié)合的聯(lián)合脫氮工藝。

　　經(jīng)過硝化-反硝化過程，沼液中的有機(jī)物和氨氮大部分被轉(zhuǎn)化為無機(jī)物(CO2、H2O、N2)從水中去除，一小部分則轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)，通過定期排泥被排出系統(tǒng)。

　　生化系統(tǒng)主要由反硝化池/硝化池、消泡系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成，其它系統(tǒng)的輔助設(shè)備也列入生化系統(tǒng)。其中反硝化池一組，硝化池一組，厭氧反應(yīng)器出水進(jìn)入生化系統(tǒng)生產(chǎn)線，生化系統(tǒng)為AO型生化反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)的好氧微生物對水中的有機(jī)物進(jìn)行分解利用，合成細(xì)胞組織，放出水和二氧化碳。水中的氨氮一部分用于除碳反應(yīng)中細(xì)胞合成，一部分被硝化細(xì)菌利用，生成硝酸鹽、亞硝酸鹽。硝酸鹽、亞硝酸鹽隨硝化液回流至反硝化池，在缺氧環(huán)境下發(fā)生反硝化，硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原，生成氮?dú)庖莩?，?shí)現(xiàn)脫氮。

　　MBR系統(tǒng)由硝化池取水進(jìn)行泥水分離，濃縮后的泥水混合液作為內(nèi)回流回反硝化段。生化生化系統(tǒng)每日排出污泥，含水率為98.0-99.0%，由于污泥濃度較低，本系統(tǒng)設(shè)置了污泥存儲池，然后通過污泥泵送至板框壓濾機(jī)，使得最終泥餅含水率低于80%。

　　也稱“脫氮作用”，主要是反硝化細(xì)菌在缺氧的條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮或一氧化二氮的過程。

　　在PH為酸性和氧濃度高的環(huán)境下，一氧化二氮(N20)是主要產(chǎn)物。

　　在PH為中性至弱堿性的厭氧環(huán)境中，氨氣(N2)是主要產(chǎn)物。

　　各項(xiàng)指標(biāo)測定方法均為標(biāo)準(zhǔn)方法, 其中NO3--N采用紫外分光光度法; NO2--N采用乙二胺分光光度法; COD采用重鉻酸鉀滴定法; NH4+-N采用納氏試劑分光光度法; pH采用玻璃電極法.由于NO2--N的存在會影響COD的測定, 因此, 對測定COD進(jìn)行校正: COD校正= COD實(shí)測-1.14CNO2--N.通過活性試驗(yàn)測定反硝化過程中NOx--N的濃度變化及污泥濃度, 根據(jù)式(2)~(5) 計(jì)算反硝化速率及轉(zhuǎn)化效率.

　　進(jìn)行硝化作用的微生物以自養(yǎng)型好氧菌為主體，其特點(diǎn)：以無機(jī)碳作為細(xì)胞生長的碳源，一般為專性好氧菌，在缺氧時(shí)受到抑制;棲居在活性污泥菌膠團(tuán)表面，以桿菌、球菌為主。大家都知道，硝化系統(tǒng)的最終產(chǎn)物是硝酸鹽，是亞毒性的，一般是通過換水稀釋，保證其濃度在可控范圍內(nèi)。而反硝化系統(tǒng)的作用，是將硝化系統(tǒng)的產(chǎn)物硝酸鹽，通過一系列的化學(xué)反應(yīng)，變成氣體排出水體，從而保證水體的穩(wěn)定、安全。

　　硝化反硝化工藝即A/O法有以下4種組合方式：第1種，A/O法，即缺氧—好氧法;第2種，A2/O法，即厭氧—缺氧—好氧法;第3種，A/O2法，即缺氧—好氧—好氧法;第4種，A2/O2法，即厭氧—缺氧—好氧—好氧法。廢水處理由3部分組成：預(yù)處理、生化處理和后處理。預(yù)處理包括除油池、氣浮池和調(diào)節(jié)池。生化處理包括厭氧反應(yīng)器、缺氧池、好氧池、中沉池、接觸氧化池和二沉池。后處理包括混合反應(yīng)池、混凝沉淀池和過濾器。

　　以上就是小編對于S型濾磚反應(yīng)機(jī)理，相關(guān)內(nèi)容的介紹!相信大家應(yīng)該已經(jīng)有所了解了，如果大家有什么需要，歡迎隨時(shí)來電咨詢!